Đồ án tốt nghiệp hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử

MỤC LỤC MỤC LỤC...........................................................................................................01 LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................04 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................05 1.1. Hiện trạng các mô hình đào tạo tại trường Cao đẳng công nghệ và kỹ thuật ô tô.......................................................................................................................05 1.2 Tổng quan hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử.........................................08 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG- ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ( TÌM HIỂU VỀ CẢM BIẾN)...........................................................11 2.1. Các cảm biến trên hệ thống phun xăng điện tử............................................11 2.2. Các cảm biến trên hệ thống đánh lửa điện tử..............................................28 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA VÀ PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ.............................................................................................................................34 3.1. Mục đích, yêu cầu đối với mô hình.......................................................................... .34 3.2. Các thiết bị phục vụ quá trình xây dựng mô hình............................................. ......34 3.3. Trình tự các bước xây dựng mô hình........................................................................37 KẾT LUẬN...........................................................................................................49 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................50

MỤC LỤC

MỤC LỤC 01 LỜI NÓI ĐẦU 04 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 05 1.1 Hiện trạng các mô hình đào tạo tại trường Cao đẳng công nghệ và kỹ thuật

ô tô 05 1.2 Tổng quan hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử 08

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG- ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ( TÌM HIỂU VỀ CẢM BIẾN) 11 2.1 Các cảm biến trên hệ thống phun xăng điện tử 11

2.2 Các cảm biến trên hệ thống đánh lửa điện tử 28 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA VÀ PHUN XĂNG ĐIỆN

LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

LỜI NÓI ĐẦUXuất phát từ thực tế trang thiết bị, mô hình học cụ đào tạo của nhà trườngcòn thiếu và chưa đồng bộ và sự chỉ đạo của quân ủy trung ương: “ đổi mới toàndiện công tác giáo dục- đào tạo và xây dựng nhà trường theo hướng chuẩn hóa,hiện đại hóa”.

Được sự đồng ý của bộ môn “ Cơ khí ô tô”, em cùng nhóm sinh viên lớp cơkhí ô tô k45 gồm: Đinh Công Tráng; Nguyễn Văn Hiếu; Trần Đăng Quí; KiềuHuy Văn tham gia: “Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửađiện tử” trên ô tô Được sự giúp đỡ, hướng dẫn của các thầy giáo trong bộ môn

Cơ khí ô tô trường đại học Giao thông vận tải Hà Nội đặc biệt là sự giúp đỡ vàhướng dẫn của thầy Nguyễn Hồng Quân sau một thời gian thực hiện, em cùngcác bạn đã hoàn thành nhiệm vụ xây dựng mô hình

Song song với việc xây dựng mô hình, em đã hoàn thành bản thuyết minh

đồ án tốt nghiệp nội dung đồ án gồm:

em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn Hồng Quân,thầy Trương Mạnh Hùng và các thầy cô giáo trong bộ môn “ Cơ khí ô tô” đãgiúp em hoàn thành đồ án này.

Xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng các mô hình đào tạo tại trường Cao đẳng công nghệ và kỹ thuật ô tô.

1.1.1 Sự phát triển công nghệ ô tô trên thế giới, hiện trạng ô tô trong quân đội và các mô hình đào tạo của trường cao đẳng công nghệ và kỹ thuật ô tô.

Ngày nay công nghệ thông tin và kỹ thuật điện tử có sự phát triển mạnh

mẽ, việc nghiên cứu và ứng dụng các kỹ thuật hiện đại này trên ô tô ngày càngnhiều và không ngừng được cải tiến, thay đổi sau mỗi loạt sản xuất và nó là xuhướng phát triển của tương lai So với những chiếc xe hơi được sản xuất từ trướcnhững năm 80 về trước, ôtô hiện đại khá phức tạp, mọi hệ thống trên ô tô đềuđược tối ưu hoá với những hệ thống điều khiển, kiểm soát bằng điện tử để đạtđược mục đích cao nhất là tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất của xe, tăng tuổithọ của xe, giảm ô nhiễm môi trường và tính tiện nghi cho người sử dụng ỞViệt Nam, hiện nay số lượng ôtô hiện đại được sử dụng ngày càng nhiều, vàQuân đội không nằm ngoài xu thế đó

Đối với lực lượng thợ sửa chữa, nhân viên chuyên môn, sỹ quan chỉ huy kỹthuật trong Quân đội, các công nghệ mới áp dụng trên ôtô còn rất mới mẻ Vìvậy, để một đội ngũ thợ sửa chữa, nhân viên chuyên môn, sỹ quan chỉ huy kỹthuật đào tạo ra có thể nắm bắt ngay được các công nghệ mới thì việc cập nhậthoá các kiến thức mới là việc hết sức cần thiết, đặc biệt là lực lượng giáo viêngiảng dạy kỹ thuật trong các nhà trường Quân đội

Sơn tây, ngày tháng 01 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Đinh Công Tráng

Trường cao đẳng công nghệ và kỹ thuật ô tô có truyền thống phát triển trên

60 năm là đơn vị anh hùng lực lượng vũ trang, là nơi chuyên đào tạo các nhânviên chuyên môn kỹ thuật, thợ sửa chữa ô tô có chất lượng cao, đảm bảo nhiệm

vụ kỹ thuật cho các quân binh chủng trong toàn quân

Hiện nay nhà trường mới nâng bậc đào tạo cao đẳng, mặc dù đã được nhàtrường chú trọng đầu tư mua sắm các trang thiết bi, học cụ mô hình huấn luyệnnhưng các trang thiết bị, học cụ, mô hình huấn luyện phục vụ nhiệm vụ đào tạocủa nhà trường vẫn còn thiếu nhiều, nhất là các học cụ mô hình huấn luyệnchuyên ngành cơ khí ô tô còn nhiều hạn chế Các học cụ mô hình hiện có từtrước đến nay chủ yếu là của các xe cơ sở ( các thế hệ xe của Liên Xô và xe giảiphóng của Trung Quốc), một số học cụ, mô hình mới được trang bị của các xe tưbản đời mới thì chủ yếu là các học cụ rời và một số mô hình, cụm chi tiết tổngthành cắt bổ không hoạt động, cụ thể có một số mô hình như hình 1.1

(e) (f)

Hình 1.1: Các mô hình hiện có của nhà trường(a): Sơ đồ hệ thống đánh lửa thường; (b): Hệ thống đánh lửa bán dẫn có mávít(HTĐL TK-102); (c) Sa bàn hệ thống điện trên xe Zin-131; (d) Sơ đồ hệthống khởi động và động cơ TOYOTA cắt bổ; (e) Động cơ sử dụng hệ thốngphun xăng (EFI) cắt bổ; (f) Động cơ sử dụng hệ thống phun diezen cắt bổ

1.1.2 Lựa chọn mô hình

Với các mô hình trên chỉ có thể, giảng dạy, học tập nghiên cứu tìm hiểu vềcấu tạo các cụm chi tiết, không giảng dạy, học tập, nghiên cứu tìm hiểu đượcquá trình làm việc thật cũng như chẩn đoán các hư hỏng của các hệ thống, cụmchi tiết tổng thành trên ô tô Vì vậy các mô hình hiện có chưa đáp ứng đượcnhiệm vụ đào tạo mới của nhà trường và yêu cầu về đổi mới phương pháp dạyhọc trong các nhà trường quân đội, đặc biệt là yêu cầu về đào tạo những thế hệ

xe mới của chuyên ngành cơ khí ô tô Do đó nhóm sinh viên lựa chọn đề tài

“Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa điện tử” trên ô tô

Mô hình hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa điện tử” nhằm:

- Thuận tiện cho công tác giảng dạy và học tập của sinh viên

- Tăng tính trực quan, thực tế cho người học, đồng thời hiểu được tổngquan toàn bộ hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử và nắm vững được cấu tạo,nguyên lý làm việc của các cảm biến trên hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tửtrên động cơ ô tô

- Thực hành kiểm tra, chẩn đoán được hư hỏng của hệ thống phun xăng vàđánh lửa điện tử trên mô hình

1.1.3 Giới hạn của đề tài

Hiện nay công nghệ phun xăng và đánh lửa điện tử được áp dụng phổ biếntrên các ô tô con, gồm nhiều hãng phát triển và phân ra làm nhiều loại hệ thốngphun xăng và đánh lửa điện tử khác nhau.

Trong các hệ thống đó thì hệ thống phun xăng điện tử đa điểm và đánh lửađiện tử trực tiếp có nhiều tính năng nổi trội, ưu việt hơn cả và là hướng phát

triển của tương lai, nên nhóm đề tài lựa chọn xây dựng mô hình “hệ thống

phun xăng điện tử đa điểm và đánh lửa điện tử trực tiếp”.

Trên hệ thống phun xăng điện tử và hệ thống đánh lửa điện tử thì các cảmbiến giữ vai trò đặc biệt quan trọng quyết định đến khả năng làm việc, tính chínhxác, hiệu quả của hệ thống Vì vậy ngoài nhiệm vụ chung, tham gia cùng nhóm

đề tài xây dựng mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử, nhiệm vụ

riêng của đề tài là tìm hiểu lý thuyết về “ đặc điểm cấu tạo và làm việc của các

cảm biến trong hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa điện tử trên ô tô” 1.2 Tổng quan hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử

1.2.1 Tổng quan về hệ thống phun xăng

1.2.1.1 Công dụng, phân loại

a Công dụng

Cung cấp hỗn hợp công tác (hỗn hợp xăng và không khí) cho động cơ, đảmbảo số lượng và thành phần của khí hỗn hợp luôn phù hợp với từng chế độ làmviệc của động cơ

b Phân loại

- Theo nguyên tắc làm việc của hệ thống phun

+ Hệ thống phun xăng cơ khí

+Hệ thống phun xăng cơ khí kết hợp điện tử

+ Hệ thống phun xăng điện tử

- Theo nguyên lý đo lưu lượng khí nạp.

+ Hệ thống phun xăng với lưu lượng kế.

+ Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu áp suất tốc độ

+ Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm sử dụngKarman-Vortex

- Theo số vòi phun sử dụng

+ Hệ thống phun xăng nhiều điểm

+ Hệ thống phun xăng một điểm (hệ thống phun xăng trung tâm)

+ Hệ thống phun xăng hai điểm

1.2.2 Tổng quan về hệ thống đánh lửa điện tử

1.2.2.1 Công dung, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa điện tử

a Công dụng

Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều cóhiệu điện thế thấp (từ 12V hoặc 24V) thành các xung điện cao áp (từ 15kV đến35kV) Các xung điện cao áp này sẽ được phân bố đến bugi của các xilanh đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hoà khí trong xilanh

b Yêu cầu.

Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ mạnh để phóngđiện qua khe hở điện cực bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ

- Tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian để đốt cháy hoàn toànhỗn hợp

- Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ

- Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiệnnhiệt độ cao và độ rung xóc lớn

- Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép

c Phân loại

Hiện nay, trên hầu hết các loại ô tô đều sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn

vì loại này có ưu thế là tạo được tia lửa mạnh ở điện cực bugi, đáp ứng tốt cácyêu cầu làm việc của động cơ, tuổi thọ cao…Quá trình phát triển, hệ thống đánh

lửa điện tử được chế tạo, cải tiến với nhiều loại khác nhau, song có thể chia ralàm hai loại chính như sau:

- Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp

Trong hệ thống này, các linh kiện điện tử được tổ hợp thành một cụm mạchđược gọi là igniter Bộ phận này có nhiệm vụ đóng ngắt mạch sơ cấp nhờ các tínhiệu đánh lửa (tín hiệu điện áp) đưa vào Hệ thống đánh lửa bán dẫn loại nàycòn chia làm hai loại là:

+ Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển: vít điều khiển có cấu tạogiống như hệ thống đánh lửa thường nhưng chỉ làm nhiệm vụ điều khiển đóngmở

+ Hệ thống đánh lửa không có vít điều khiển: công suất được điều khiểnbằng một cảm biến đánh lửa

- Hệ thống đánh lửa bằng kỹ thuật số

Hệ thống đánh lửa bằng kỹ thuật số còn gọi là hệ thống đánh lửachương trình Dựa vào các tín hiệu như: tốc động động cơ, vị trí trục khuỷu, vịtrí bướm ga, nhiệt độ động cơ mà bộ vi xử lý (ECU- electronic control unit) sẽđiều khiển thời điểm đánh lửa

- Mô tả chung hệ thống đánh lửa điện tử

Tiếp điểm của hệ thống đánh lửa thông thường yêu cầu bảo dưỡng định kỳ

vì chúng bị oxy hoá bởi các tia lửa trong quá trình sử dụng

Hệ thống đánh lửa điện tử được phát triển để xoá bỏ yêu cầu bảo dưỡngđịnh kỳ, như vậy giảm được giá thành bảo dưỡng cho người sử dụng Trong hệthống đánh lửa điện tử, bộ phận phát tín hiệu được đặt trong bộ chia điện thaythế cho cam và tiếp điểm, nó sinh ra một điện áp, mở đánh lửa để ngắt dòng điện

sơ cấp trong cuộn dây đánh lửa Do dùng để đóng mạch điện sơ cấp không cótiếp xúc giữa kim loại nên nó không mòn hay điện áp không sụt áp

Để ECU có thể xác định được chính xác thời điểm đánh lửa cho từng xylanh của động cơ theo thứ tự thì nổ, ECU cần phải nhận được các tín hiệu cầnthiết như số vòng quay động cơ, vị trí cốt máy, lượng gió nạp, nhiệt độ động

cơ… Tín hiệu vào càng nhiều thì việc xác định góc đánh lửa sớm tối ưu càngchính xác

1- Tín hiệu số vòng quay động cơ (NE)

2- Tín hiệu vị trí cốt máy (G)

3- Tín hiệu tải

4- Tín hiệu từ cảm biến vị trí cánh bướm ga

5- Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

6- Tín hiệu điện acquy

7- Tín hiệu kích nổ

Ngoài ra còn có các tín hiệu vào từ cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến tốc độ

xe, cảm biến oxy Sau khi nhận tín hiệu từ hiệu từ các cảm biến ECU sẽ xử lý đưa raxung điều khiển đến Igniter để điều khiển đánh lửa Trong các loại tín hiệu vào trên,tín hiệu số vòng quay - vị trí cốt máy và tín hiệu tải là tín hiệu quan trọng nhất

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG- ĐÁNH LỬA

ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ( TÌM HIỂU VỀ CẢM BIẾN)

Ở chương này nhiệm vụ lý thuyết của đề tài là tìm hiểu về đặc điểm cấutạo và làm việc của các cảm biến trên hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửađiện tử

Trên hệ thống phun xăng điện tử và hệ thống đánh lửa điện tử thì các cảmbiến giữ vai trò đặc biệt quan trọng quyết định đến khả năng làm việc, tính chínhxác, hiệu quả của hệ thống chúng gồm nhiều loại có đặc điểm cấu tạo khác nhau

2.1 Các cảm biến trên hệ thống phun xăng điện tử

2.1.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phun xăng điện tử.

Một bơm nhiên liệu điện cung cấp đủ nhiên liệu dưới áp suất không đổi đếncác vòi phun Các vòi phun sẽ phun 1 lượng nhiên liệu định trước vào đườngống nạp theo các tín hiệu từ ECU động cơ ECU nhận các tín hiệu từ nhiều cảmbiến thông báo về sự thay đổi các chế độ hoạt động của động cơ như:

- Áp suất đường ống nạp (PIM) hay lượng khí nạp (VS, KS và VG).

2.1.2 Công dụng, cấu tạo, làm việc của các cảm biến trong hệ thống phun xăng điện tử

2.1.2.1 Cảm biến vị trí trục cam (G)

a Công dụng:

cảm biến vị trí trục cam được sử dụng để nhận biết vị trí tử điểm thượnghoặc trước tử điểm thượng của piston, rồi gửi tín hiệu điện tới ECU Tín hiệucủa cảm biến này là để ECU xác định thời điểm đánh lửa và thời điểm phun

b Cấu tạo:

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống phun xăng điện tử

Hình2.2: Sơ đồ cấu tạo cảm biến trục cam1-Cuộn dây; 2- Thân cảm biến; 3- Lớp cách điện; 4- Giắc cắm

Để tạo được tín hiệu (G) thì ngoài cảm biến ra còn có mọt đĩa tạo tín hiệubằng sắt hình tròn có từ 1 đến 3 răng trên đĩa tạo tín hiệu, đĩa này được gắn trêntrục cam

c Làm việc:

Chuyển động quay của đĩa tạo ra tín hiệu G trên trục cam, làm thay đổi khe

hở không khí giữa các vấu lồi của đĩa và cuộn nhận tín hiệu G Sự thay đổi khe

hở không khí tạo ra lực điện từ trong cuộn dây nhận tín hiệu tạo ra tín hiệu G

Cảm biến tốc độ động cơ được sử dụng để nhận biết tốc độ động cơ, gửi tínhiệu điện tới ECU Tín hiệu tốc độ động cơ dùng để tính toán hoặc tìm góc đánhlửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xilanh Cảm biến này cũng đượcdùng vào mục đích điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc cắt nhiên liệu ở chế độcầm chừng cưỡng bức

Tín hiệu NE tạo ra trong cuộn dây nhận tín hiệu bởi đĩa tạo tín hiệu giốngnhư tín hiệu G nhưng đĩa tạo tín hiệu NE có 12 răng (đĩa tạo tín hiệu G có 1răng) và như vậy 12 tín hiệu NE tạo ra trong mỗi vòng quay

d Mạch điện:

Hình 2.6: Sơ đồ mạch điện của cảm biến tốc độ động cơ.

e Vị trí lắp cảm biến

Hình 2.7: Cảm biến tốc độ động cơ lắp trên động cơ 2AZ của hãng TOYOTA

2.1.2.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

a Công dụng:

nhận biết nhiệt độ nước làm mát và gửi tín hiệu điện về ECU

b Cấu tạo:

Cảm biến vị trí trục khuỷu

Hình 2.8: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

1-Điện trở; 2-Thân cảm biến; 3-Chất cách điện; 4-Giắc cắmCảm biến nhiệt độ nước làm mát là một trụ rỗng có ren ngoài, bên trong cógắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm Ở động cơ làm mátbằng nước, cảm biến được gắn ở thân máy, gần bọng nước làm mát Trong một

số trường hợp cảm biến được lắp trên nắp máy

c Nguyên lý hoạt động:

Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nóđược làm từ vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm (khi nhiệt độ tăng thìđiện trở giảm) Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp đượcgửi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp

Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệtđộ) tới cảm biến về ECU rồi về mass Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trởtrong cảm biến tạo thành một cầu phân áp Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến

bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự-số ( bộ chuyển đổi A/D) Khi nhiệt độ động cơthấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi A/D lớn Tínhiệu điện áp được chuyển thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi

xử lý để thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh Khi động cơ nóng giá trịđiện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp giảm, ECU biết là động cơ nóng

d Mạch điện:

Hình 2.9: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát

e Vị trí lắp cảm biến:

Hình 2.10: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, động cơ TOYOTA CAMRY- 2AZ

2.1.2.4 Bộ cảm biến chân không tuyệt đối trong ống góp hút MAP(cảm biến

áp cung cấp cho ECU

Cấu tạo gồm một chip Silicon gắn liền với buồng chân không được duy trì

độ chân không chuẩn, tất cả được đặt trong bộ cảm biến Một phía của chíp tiếpxúc với áp suất đường ống nạp, phía kia tiếp xúc với độ chân không trong buồngchân không

Hình 2.11: Cấu tạo bộ cảm biến chân không tuyệt đối trong ống góp hút MAP

Cảm biến Nhiệt

độ nước làm mát

c Làm viêc:

Do một mặt của chíp Silicon tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, nên mọi

sự thay đổi áp suất trên đường ống nạp làm hình dạng của chíp silicon thay đổi,

và giá trị điện trở cũng dao động theo mức độ biến dạng Sự dao động của giá trịđiện trở này được chuyển hoá thành tín hiệu điện áp nhờ IC lắp bên trong cảmbiến và sau đó được gửi đến ECU động cơ ở cực PIM Tín hiệu PIM được dùnglàm tín hiệu đo áp suất đường ống nạp Cực Vc của ECU động cơ cấp nguồnkhông đổi 5V đến IC Khi nhận được tín hiệu điện áp ở chân PIM ECU sẽ sosánh với điện áp không đổi 5V ở chân Vc để tính toán lượng không khí nạp trên

cơ sở đó tính toán thời gian phun và góc đánh lửa sớm

d Mạch điện và đường đặc tính:

2.1.2.5 Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh

a Công dụng: Dùng để đo lưu lượng khí nạp vào trong xy lanh động cơ

Hình 2.12: a Mạch điện; b.Đường đặc tính

Hình 2.13: Cấu tạo bộ cảm biến lưu lượng khí nạp lại cánh

Gồm một biến trở được lắp đồng trục với tấm đo, bên trong có buồnggiảm chấn và tấm giảm Trên đường khí tắt có vít chỉnh không tải

c Làm việc :

Khi không khí đi từ lọc gió qua cảm biến lưu lượng khí nạp, nó sẽ đẩy mởtấm đo cho đến khi lực tác dụng cân bằng với lò xo Biến trở được lắp đồng trụcvới tấm đo, sẽ chuyển hoá lượng khí nạp thành tín hiệu điện áp(VS) đưa đếnECU Buồng giảm chấn và tấm giảm chấn có tác dụng ngăn không cho tấm đorung động khi lượng khí nạp thay đổi đột ngột

Cảm biến lưu lượng loại cánh có hai kiểu tín hiệu điện áp: loại VS giảm khilượng khí nạp lớn, loại VS tăng khi lượng khí nạp tăng

d Mạch điện:

+ Loại 1: ECU động cơ cấp điện áp không đổi 5V đến cực VC của cảmbiến lưu lượng khí nạp Điện áp ra tại cực VS sẽ báo chính xác góc mở của tấm

đo và báo chính xác lượng khí nạp

Hình 2.14: Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính của cảm biến kiểu cánh loại+ Loại 2:

loại này cực VB được cấp điện bởi ăc quy

Do không được cấp điện áp không đổi 5V từ ECU nên lượng khí nạp được xác định :

E VB E

VS E

VC

E VB

) 2 (

2

Hình 2.15: Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính của cảm biến kiểu cánh loại 2

2.1.2.6 Thiết bị đo khí nạp kiểu dòng xoáy lốc Karman

Thiết bị này được chế tạo dựa trên đặc tính khí động học như sau : Khi chodòng khí thổi xuyên qua bộ phân dòng có tiết diện hình tam giác như hình thìphía sau hai bên bộ phân dòng sẽ xuất hiện xoáy lốc Dòng xoáy lốc này gọi làxoáy lốc Karman, hai dòng xoáy hai bên phía sau bộ phân dòng có chiều xoáyngược chiều nhau Thiết bị đo khí nạp xoáy lốc Karman có hai kiểu thông dụng :Kiểu Karman chùm sáng(quang học) và kiểu Karman sóng siêu âm

a Loại xoáy quang học Karman

- Cấu tạo:

Cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp bằng quang học, có kích thước nhỏ gọn,kết cấu đơn giản, cấu tạo như hình vẽ

Hình 2.16: cấu tạo cảm biến đo khí nạp loại xoáy quang học Karman

Gồm một thanh (bộ tạo xoáy) đặt giữa dòng chảy của không khí Một lákim loại mỏng (gọi là tấm phản chiếu) tiếp xúc với áp suất của xoáy và một cặptransistor quang học

- Làm việc: Khi hút không khí đi vào, qua thanh (bộ tạo xoáy) đặt giữa

dòng chảy của không khí sinh ra một xoáy không khí gọi là “xoáy Karman” dọc

theo thanh tạo xoáy Xoáy được cảm nhận bằng cách cho bề mặt của một lá kimloại mỏng (gọi là tấm phản chiếu) tiếp xúc với áp suất của xoáy và rung độngcủa tấm này được nhận biết bằng một cặp transistor quang học

- Mạch điện :

Hình 2.17: Mạch điện cảm biến đo khí nạp loại xoáy quang học Karman

b Loại xoáy Karman kiểu sóng siêu âm

và được bộ khuếch đại (3) biến đổi nắn chỉnh thành các xung vuông để cung cấp cho

Với: f: tần số xoáy Karman.

V: tốc độ dòng không khí.

d : đường kính của thanh tạo

ECU động cơ Hộp ECU đọc các xung vuông này sẽ biết được lượng không khí đangnạp vào xy lanh động cơ

Mỗi lần thời gian sóng truyền thay đổi thì bộ khuếch đại chuyển đổi sẽ phát ramột xung vuông

Nếu lượng khí nạp vào nhiều thì chu kỳ thay đổi thời gian truyền sóng càngnhiều và số xung vuông phát ra cung tăng theo

+ Tín hiệu được ECU đếm các xung vuông này để biết được lượng khôngkhí đang nạp vào xy lanh động cơ, để tính toán thời gian phun và góc đánh lửasớm

2.1.2.7 Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nung nóng

a Công dụng:

Nhận biết trực tiếp khối lượng không khí nạp và gửi tín hiệu về ECU Tínhiệu lượng khí nạp dùng để tính toán lượng phun cơ bản và góc đánh lửa sớm.Loại này có kết cấu gọn nhẹ, độ bền cao, sức cản không khí do cảm biến tạo rathấp

b Cấu tạo:

Hình 2.18: Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt1-Thân cảm biến; 2-Đầu cắm; 3-Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 4-Dây sấy platin

c Nguyên lý làm việc:

Dòng điện chạy qua dây sấy làm cho nó nóng lên Khi không khí chạy quadây sấy, nó sẽ được làm mát phụ thuộc vào khối lượng không khí nạp vào Bằngcách điều khiển dòng điện chạy qua dây sấy để giữ cho nhiệt độ của dây khôngđổi có thể đo được lượng khí nạp bằng cách đo dòng điện

Trong cảm biến lượng khí nạp thực tế, dây sấy được mắc trong mạch cầu.mạch cầu có điện thế tại điểm A,B bằng nhau khi tích điện trở tính theo đườngchéo là bằng nhau Khi không khí đi qua dây sấy Rh bị làm lạnh, điện trở giảm,kết quả là tạo ra chênh lệch điện thế giữa hai điểm A,B Một bộ khuyếch đạinhận biết sự chênh lệch này làm cho điện áp cấp đến mạch tăng, làm cho nhiệt

độ dây sấy lại tăng, kết quả là điện trở tăng cho đến khi điện thế trong mạch cầucân bằng trở lại

Với tính năng này của mạch cầu, cảm biến có thể đo được khối lượng khínạp nhờ nhận biết điện áp tại điểm B Trong hệ thống này, nhiệt độ dây sấyđược thường xuyên duy trì không đổi cao hơn nhiệt độ của khí nạp bằng cáchdùng một nhiệt trở Ra

Như vậy, khối lượng khí nạp có thể đo một cách chính xác mà không cầnphải hiệu chỉnh phun theo nhiệt độ hay theo áp suất khí nạp

d Mạch điện:

Hình 2.21: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga loại có tiếp điểm

(a): Loại 2 tiếp điểm; (b): Loại 3 tiếp điểm; (c): loại có cực L1 L2, L3;

(d): Loại có cực ACC1, ACC2

Các tiếp điểm hay các cực khác có thể cũng được sử dụng để thực hiện cácchức năng khác tuỳ theo kiểu của động cơ Chúng bao gồm:

- Công tắc cháy sạch LSW để hiệu chỉnh cháy sạch

- Cực L1, L2, L3 điều khiển ECT; ACC1, ACC2 để nhận biết sự giảm tốc

- Mạch điện:

Hình 2.22: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga loại có tiếp điểm

b Loại tuyến tính

- Cấu tạo:

Bao gồm hai tiếp điểm trượt, tại mỗi đầu của nó có lắp các tiếp điểm để tạotín hiệu IDL và VTA

Hình 2.22: Sơ đồ cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính

Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU động cơ, khi tiếpđiểm trượt dọc theo điện trở tương ứng với góc mở của bướm ga, một điện ápđược cấp đến cực VTA tỉ lệ với góc mở này Khi bướm ga đóng hoàn toàn, tiếpđiểm cho tín hiệu IDL, nối cực IDL và E2